Как и все, люди с диабетом 2 типа и ожирением страдают от депрессии и беспокойства, но даже больше. Исследователи из Диабетического центра Джослин продемонстрировали удивительный потенциальный источник этих негативных ощущений - это бактерии в кишечнике или кишечный микробиом, как известно.
Изучая мышей, страдающих ожирением при переходе на диету с высоким содержанием жиров, ученые из Джослина обнаружили, что мыши на диете с высоким содержанием жиров демонстрировали значительно больше признаков беспокойства, депрессии и навязчивого поведения, чем животные на стандартной диете.«Но все эти поведенческие реакции меняются или улучшаются, когда антибиотики, изменяющие микробиом кишечника, даются вместе с диетой с высоким содержанием жиров», - говорит К. Рональд Кан, доктор медицинских наук, соруководитель отдела интегративной физиологии и метаболизма в Joslin and the Мэри К. Якокка, профессор медицины Гарвардской медицинской школы.
«Как эндокринологи, мы часто слышим, как люди говорят, что они чувствуют себя по-разному, когда едят разные продукты», - отмечает Кан, старший автор статьи в молекулярной психиатрии, описывающей исследование. «Это исследование говорит о том, что многие вещи в вашем рационе могут влиять на работу вашего мозга, но один из них - то, как диета изменяет кишечные бактерии или микробы. ниже; это также изменяет многие сигналы, поступающие от кишечных микробов, и эти сигналы доходят до мозга».
Его лаборатория долгое время изучала мышей, склонных к ожирению, диабету и связанным с ними метаболическим заболеваниям при соблюдении диеты с высоким содержанием жиров. Ранее в этом году команда показала, что по крайней мере частично это развитие обусловлено изменением бактерий в микробиоме кишечника. Ситуация изменилась у мышей, которым давали антибиотики в питьевой воде, что изменило микробиом.
В последнем исследовании ученые из Джослина дали мышам, сидевшим на диете с высоким содержанием жиров, четыре классических поведенческих теста на лабораторных животных, которые часто используются при скрининге лекарств на предмет беспокойства и депрессии. В каждом случае мыши на диете с высоким содержанием жиров демонстрировали более высокие признаки беспокойства и депрессии, чем мыши на обычной диете. Однако, когда мышам давали антибиотики с пищей с высоким содержанием жиров, их поведение возвращалось к норме.
Один из способов, которым исследователи показали, что это влияние микробиома, заключался в переносе кишечных бактерий от этих экспериментальных мышей к стерильным мышам, у которых не было собственных бактерий. Животные, получавшие бактерии от мышей на диете с высоким содержанием жиров, показали повышенный уровень активности, связанный с тревогой и навязчивым поведением. Однако те, кто получал микробы от мышей на диете с высоким содержанием жиров плюс антибиотики, не получали их, хотя сами антибиотики не получали. «Это доказывает, что такое поведение в значительной степени обусловлено кишечным микробиомом», - говорит Кан.
Но что именно делали микробы? Джослин искал подсказки в двух областях мозга: гипоталамусе (который помогает контролировать метаболизм всего тела) и прилежащем ядре (которое важно для настроения и поведения).
«Мы продемонстрировали, что, как и другие ткани тела, эти области мозга становятся резистентными к инсулину у мышей на диете с высоким содержанием жиров», - говорит Кан. «И эта реакция на высокое содержание жира частично, а в некоторых случаях почти полностью устраняется введением животным антибиотиков. Опять же, реакция может быть передана, когда вы переносите кишечный микробиом мышей с диеты с высоким содержанием жиров на безмикробную. Таким образом, резистентность к инсулину в мозге опосредована, по крайней мере частично, факторами микробиома."
Команда Джослина связала изменения микробиома с производством определенных нейротрансмиттеров - химических веществ, которые передают сигналы через мозг.
Кан и его коллеги сейчас работают над идентификацией конкретных популяций бактерий, участвующих в этих процессах, и молекул, которые производят бактерии. Конечная цель состоит в том, чтобы найти лекарства или добавки, которые могут помочь достичь более здоровых метаболических профилей в мозге.
«Антибиотики - это тупые инструменты, которые очень драматично изменяют многие бактерии», - говорит Кан. «Двигаясь вперед, мы хотим получить более полное представление о том, какие бактерии способствуют резистентности к инсулину в мозге и в других тканях. Если бы мы могли модифицировать эти бактерии, добавляя больше полезных бактерий или уменьшая количество вредных бактерий, может быть способом увидеть улучшение поведения."
В целом, это исследование показывает, как фундаментальные исследования, основанные на опыте из разных областей, могут вести в неожиданных направлениях, подчеркивает Кан.«Понимание одной области биологии, такой как диабет и метаболизм, часто может дать новые и разные перспективы в другой области, такой как психические и поведенческие расстройства», - говорит он. "Даже если это не то, что вы начинаете делать!"